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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Trägerteil und gegenüber diesem im Fliehkraftfeld pendelnd aufgehängten Pendelmassen, wobei das Trägerteil aus zwei Seitenteilen mit einem axialen Zwischenraum gebildet ist und in dem Zwischenraum die über den Umfang verteilt angeordneten, aus mehreren axial geschichteten Pendelmassenteilen gebildeten Pendelmassen angeordnet und mittels Pendellagern an den Seitenteilen angeordnet sind.
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Fliehkraftpendel dienen der drehzahladaptiven Drehschwingungsisolation und werden insbesondere in Antriebssträngen mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine eingesetzt. Die Drehschwingungsisolierung erfolgt, indem im Fliehkraftfeld pendelnd an einem Trägerteil aufgehängte Pendelmassen zwischenzeitlich von Drehmomentspitzen eingetragene Energie als potentielle Energie speichern und danach wieder an den Antriebsstrang abgeben. Ein Fliehkraftpendel kann – wie beispielsweise aus
WO 2014/082629 A1 bekannt – an einem Einmassenschwungrad, beispielsweise einem aus Blech hergestellten Einmassenschwungrad vorgesehen sein. Wie beispielsweise aus den Druckschriften
WO 2014/023303 A1 und
DE 10 2013 201 981 A1 bekannt, können ein oder mehrere Fliehkraftpendel an einem Drehschwingungsdämpfer, entsprechend der Druckschrift
WO 2014/114 280 A1 an einer Kupplungsscheibe, entsprechend der Druckschrift
EP 2 600 030 A1 an einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, an einem Gehäuse einer Reibungskupplung oder an ähnlichen Stellen des Antriebsstrangs vorgesehen sein. Beispielsweise können – wie aus der
WO 2014/082629 A1 bekannt – axial zwischen zwei Seitenteilen, die das Trägerteil bilden, über den Umfang verteilt Pendelmassen angeordnet sein.
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Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung eines Fliehkraftpendels. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung eine Verbesserung eines Fliehkraftpendels mit aus mehreren Teilen gebildeten Pendelmassen vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel ist insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und kann separat als drehzahladaptiver Drehschwingungstilger eingesetzt werden. Alternativ kann das Fliehkraftpendel in ein weiteres Aggregat des Antriebsstrangs intergiert sein, beispielsweise ein- und/oder ausgangsseitig in einen Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise in ein Zweimassenschwungrad, in eine Kupplungsscheibe, in eine Reibungskupplung, in einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, an einen Rotor einer Elektromaschine oder dergleichen. Bei Anordnung des Fliehkraftpendels in Verbindung mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler kann das Fliehkraftpendel innerhalb oder außerhalb eines Wandlergehäuses untergebracht sein, also nass oder trocken betrieben werden. Beispielsweise kann das Trägerteil des Fliehkraftpendels an einem Eingangsteil und/oder einem Ausgangsteil eines Drehschwingungsdämpfers einer Wandlerüberbrückungskupplung, beispielsweise einem sogenannten Lock-Up-Dämpfer angeordnet sein.
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Das Trägerteil ist als ein um eine Drehachse verdrehbar angeordneter Pendelmassenträger vorgesehen, an dem zumindest zwei, bevorzugt zwischen zwei und sechs über den Umfang verteilte, mithilfe von zwei voneinander in Umfangsrichtung beabstandeten Pendelrollen verlagerbare Pendelmassen angeordnet sind. Das um die Drehachse drehende Trägerteil ist aus zwei Seitenteilen gebildet, die zwischen sich axial erweiterte Bereiche bilden, in denen die Pendelmassen aufgenommen sind. Die Pendelmassen sind aus mehreren, beispielsweise zwei axial geschichteten Pendelmassenteilen gebildet. Die Pendelmassen sind mittels in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager pendelnd an den Seitenteilen aufgehängt. Die Pendellager sind jeweils aus einer Pendelrolle und an den Seitenteilen und an den Pendelmassenteilen vorgesehenen Laufbahnen gebildet, auf denen die Pendelrollen unter Fliehkrafteinwirkung der nach radial außen beschleunigten Pendelmassen abwälzen.
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Die Pendelrollen wälzen jeweils auf Laufbahnen mit vorgegebenen Formkurven ab, die komplementär zueinander in den Pendelmassen und in den Seitenteilen vorgesehen sind. Hierzu sind jeweils Ausnehmungen vorgesehen, an denen die Laufbahnen eingebracht sind. Jeweils eine Pendelrolle übergreift dabei die Ausnehmungen in den Seitenteilen und in der Pendelmasse, so dass hierdurch jeweils ein Pendellager ausgebildet wird. Durch die Form der Formkurven der Laufbahnen wird dabei die Pendelbahn wie Pendelschwingung einer Pendelmasse vorgegeben, beispielsweise eine Pendelschwingung in Freiform oder eine Pendelschwingung entsprechend einer bifilar an parallel oder trapezförmig an dem Pendelmassenträger aufgehängten Pendelmasseneinheit.
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Um eine Dämpfung der frei gegeneinander beweglichen oder fest miteinander verbundenen Pendelmassenteile einer Pendelmasse zu erzielen und eine beschränkte Relativbewegung dieser gegeneinander vorzusehen, sind die Pendelmassenteile jeweils einer Pendelmasse miteinander elastisch gekoppelt. Vorgesehen ist beispielsweise eine elastische Koppelung axial benachbarter Pendelmassenteile, insbesondere in Umfangsrichtung. Eine Dämpfung kann sowohl in einem diese elastisch koppelnden Kopplungselement, beispielsweise mittels Energiedissipation eines Elastomers und/oder durch Reibung der Pendelmassenteile aneinander erfolgen. Hierdurch lassen sich Eigenbewegungen der Pendelmassenteile beziehungsweise der Pendelmassen selbst reduzieren, die eine zusätzliche Belastung der Pendellager oder die Bildung von Geräuschen nach sich ziehen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können die Pendelmassenteile mittels zumindest eines elastischen Kopplungselements miteinander verbunden sein. Beispielsweise können mehrere in Umfangsrichtung und/oder in radiale Richtung voneinander beabstandete Kopplungselemente an einer Pendelmasse vorgesehen sein.
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Beispielsweise können ein oder mehrere Kopplungselemente radial innerhalb, auf radial gleicher Höhe oder radial außerhalb der Pendellager vorgesehen sein.
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Das zumindest eine Kopplungselement kann aus Kunststoff, beispielsweise einem Elastomer gebildet sein. Das Kopplungselement kann reib-, stoff- und/oder formschlüssig mit den Pendelmassenteilen verbunden sein. Insbesondere zur Steifigkeitsanpassung einer Verlagerung der Pendelmassen gegeneinander kann zumindest ein Kopplungselement zwischen den beiden Pendelmassenteilen Querschnittsverengungen, beispielsweise eine Einschnürung aufweisen oder eine auf andere Weise herbeigeführte Materialschwächung beispielsweise in Form von Öffnungen, Anformungen, Anprägungen, Poren oder dergleichen aufweisen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das zumindest eine Kopplungselement die Pendelmassenteile axial mit einem vorgegebenen Abstand aufeinander festlegen. Der Abstand kann einen Spalt, ein definiertes Reibmoment oder einen Reibschluss zwischen den Pendelmassenteilen einstellen. Insoweit kann der Abstand zwischen den Pendelmassenteilen im Wesentlichen Null sein. Beispielsweise kann das zumindest eine Kopplungselement zwischen zwei benachbarten Pendelmassenteilen gegenüber einer Aufnahme in diesen radial erweitert sein, beispielsweise einen Ringbord aufweisen, der einen Abstand zwischen diesen Pendelmassenteilen einstellt.
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Das zumindest eine Kopplungselement kann mehrteilig ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Teil vergleichsweise weich, das heißt wenig steif beispielsweise aus einem Elastomer und ein anderer Teil steif ausgebildet sein. Beispielsweise kann das zumindest eine Kopplungsteil aus einer Hülse und einem Kern ausgebildet sein. Hierbei kann der Kern steifer ausgebildet sein, der die Pendelmassenteile gegenüber den Seitenteilen axial positioniert. Hierbei kann der Kern axial länger als die Hülse ausgebildet sein, um beispielsweise einen axialen Abstand zwischen einem Seitenteil und dem benachbarten Pendelmassenteil einzustellen. Die Stirnseiten des beispielsweise stiftförmigen Kerns können verrundet ausgebildet sein.
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Die Pendelmassenteile können entgegen der Wirkung einer Reibeinrichtung in Umfangsrichtung begrenzt gegeneinander verlagerbar sein. Hierzu können an den einander zugewandten Seiten von Pendelmassenteilen Reibflächen aus Metall, einer Beschichtung oder einer Zwischenscheibe vorgesehen sein, die die Reibeinrichtung bilden.
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Die Pendelmassenteile können beispielsweise aus mittels eines Stanzverfahrens hergestellten Blechteilen gebildet sein.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 den oberen Teil eines um eine Drehachse angeordneten Drehmomentwandlers mit einem Fliehkraftpendel,
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2 ein Detail des Fliehkraftpendels der 1 in Ansicht,
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3 einen Teilschnitt durch das Fliehkraftpendel der 1 und 2 mit einem mehrteiligen Kopplungselement,
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4 ein gegenüber dem mehrteiligen Kopplungselement der 3 abgeäntes mehrteiliges Kopplungselement im Teilschnitt,
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5 eine Teilschnittdarstellung einer Pendelmasse mit einem einteiligen Kopplungselement,
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6 eine gegenüber der Pendelmasse der 5 abgeänderte Pendelmasse im Teilschnitt,
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7 eine gegenüber den Pendelmassen der 5 und 6 abgeänderte einteilige Pendelmasse im Teilschnitt
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8 eine gegenüber den Pendelmassen der 5 bis 7 abgeänderte einteilige Pendelmasse im Teilschnitt mit axialer Beabstandung der Pendelmassenteile.
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Die 1 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d angeordneten Drehmomentwandlers 1 im Schnitt. In dem Wandlergehäuse 2 ist die Wandlerüberbrückungskupplung 3 mit dem nachgeschalteten Drehschwingungsdämpfer 4 aufgenommen. An dem Ausgangsteil 5 des Drehschwingungsdämpfers 4 ist das Fliehkraftpendel 6 angeordnet, dessen Trägerteil 7 aus dem Seitenteil 8 und aus dem mit diesem mittels der Niete 10 verbundenen Seitenteil 9 gebildet ist. Radial außen bilden die Seitenteile 8, 9 den axialen Zwischenraum 11, in dem über den Umfang verteilt beispielsweise zwei bis sechs Pendelmassen 13 aufgenommen sind. Es versteht sich, dass das Fliehkraftpendel 6 mittels des Trägerteils 7 auch an anderen um eine Drehachse drehenden Bauteilen eines Antriebsstrangs angeordnet sein kann.
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Die Pendelmassen 12 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus je zwei axial geschichteten Pendelmassenteilen 13 gebildet. Die Pendelmassen 12 und damit die Pendelmassenteile 13 sind mittels Pendellagern 14 unter hier dargestellter Fliehkrafteinwirkung an den Seitenteilen 8, 9 pendelnd aufgehängt. Hierzu sind in den Seitenteilen 8, 9 und in den Pendelmassenteilen Ausnehmungen 15, 16 mit die Pendelform der Pendelmassen 12 festlegenden Laufbahnen 17, 18 eingebracht, auf denen eine diese axial übergreifende Pendelrolle 19 abwälzt.
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Um die Pendelmassenteile 13 miteinander begrenzt gegeneinander verlagerbar zu verbinden, sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei elastische Kopplungselemente 20 vorgesehen, die in Öffnungen 21 der beiden Pendelmassenteile 13 radial außerhalb der Pendellager 14 eingebracht sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kopplungselemente 20 zweiteilig aus der aus Elastomer hergestellten Hülse 22 und dem in dieser aufgenommen Kern 23 gebildet. Der Kern 23 ist dabei über die Hülse 22 hinaus axial erweitert und stellt einen vorgegebenen Abstand der Pendelmassen 12 gegenüber den Seitenteilen 8, 9 ein.
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Die 2 zeigt einen Ausschnitt des Fliehkraftpendels 6 der 1 in Ansicht bei abgenommenem oberem Seitenteil mit Sicht auf das Pendelmassenteil 13 der Pendelmasse 12. Die Pendelmassenteile 13 sind mittels der auf den Laufbahnen 17, 18 der Ausnehmungen 15, 16 abwälzenden Pendelrollen 19 gegenüber dem Trägerteil 7, von dem hier nur das Seitenteil 9 einsehbar ist, gegen Fliehkraft abgestützt und pendeln abhängig von in das Trägerteil 7 eingetragenen Drehmomentschwankungen auf den durch die Formkurven der Laufbahnen 17, 18 vorgegebenen Pendelbahnen. Radial außerhalb der Pendellager 14 sind die Kopplungselemente 20 mit der aus Elastomer gebildeten Hülse 22 und dem in dieser aufgenommenen Kern 23 eingebracht.
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Die 3 zeigt ein Detail des Fliehkraftpendels 6 der 1 und 2 im Schnitt mit den beiden Seitenteilen 8, 9 und der Pendelmasse 12 auf radialer Höhe des die Pendelmassenteile 13 elastisch bevorzugt in Umfangsrichtung verbindenden Kopplungselements 20. Die elastische Verbindung wird mittels der Hülse 22 hergestellt, während der stiftförmige Kern 23 mit seinen abgerundeten, stirnseitigen Endbereichen 24 axial über die Breite der Pendelmassenteile 13 hervorsteht und in Kontaktverbindung zu den Seitenteilen 8, 9 steht, so dass jeweils zwischen einem Seitenteil 8, 9 und dem zu diesem benachbarten Pendelmassenteil 13 ein Abstand wie Axialspalt 25 eingestellt ist.
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In Abänderung zu der elastischen Koppelung der Pendelmassenelemente 13 der 1 bis 3 zeigt die 4 die Pendelmasse 12a mit elastisch gekoppelten Pendelmassenteilen 13a mittels eines zweiteiligen Kopplungselements 20a im Teilschnitt.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel enthalten die Pendelmassenteile 13a Einsenkungen 26a, in denen das Kopplungselement 20a ohne axialen Auftrag aufgenommen ist. Dabei sind die beiden Pendelmassenteile 13a elastisch mittels der Hülse 22a des Kopplungselements 20a miteinander elastisch gekoppelt. Der Kern 23a übergreift an seinen setz- beziehungsweise schließkopfartig ausgebildeten Endbereichen 24a den Grund der Einsenkungen 26a radial und beabstandet und fixiert damit die beiden Pendelmassenteile 13a axial aufeinander. Je nach Ausbildung einer Vorspannung oder eines Spalts 27a zwischen den einander zugewandten Reibflächen 28a der Pendelmassenteile 13a kann sich bei einer Verlagerung dieser gegeneinander bevorzugt in Umfangsrichtung ein Reibmoment ausbilden.
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Die 5 zeigt in Abänderung zu den Pendelmassen 12, 12a der vorhergehenden Figuren die Pendelmasse 12b mit mittels einteiligen Kopplungselementen 20b elastisch gekoppelten Pendelmassenteilen 13b im Teilschnitt. Das einteilige Kopplungselement 20b kann in die Öffnungen 21b der Pendelmassenteile 13b eingepresst und aus einem Elastomer hergestellt sein. Wie bei allen vorgeschlagenen Pendelmassen kann eine Dämpfung und Hysterese einer begrenzten Verlagerung der Pendelmassenteile 13b gegeneinander durch eine Energiedissipation des Elastomers und/oder einer Einstellung des Reibmoments zwischen den Pendelmassenteilen 13b eingestellt sein.
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Die 6 zeigt in derselben Darstellung die gegenüber der Pendelmasse 12b der 5 abgeänderte Pendelmasse 12c mit dem Kopplungselement 20c, welches zwischen den beiden Pendelmassenteilen 13c die radiale Einschnürung 29c aufweist. Die Einschnürung 29c kann der Einstellung der Steifigkeit der elastischen Koppelung der beiden Pendelmassenteile 13c dienen.
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Die 7 zeigt die gegenüber den Pendelmassen 12b, 12c der 5 und 6 abgeänderte Pendelmasse 12d in derselben Schnittdarstellung. Das die Pendelmassenteile 13d elastisch koppelnde, einteilige Kopplungselement 20d begrenzt mittels seinen konisch erweiterten Endbereichen 30d eine maximale axiale Verlagerung der Pendelmassenteile gegeneinander. Durch den Abstand der Endbereiche voneinander kann zwischen den Pendelmassenteilen 13d ein entsprechender Spalt 27d eingestellt sein.
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Die 8 zeigt eine gegenüber den Pendelmassen 12b, 12c, 12d der 5 bis 7 abgeänderte Pendelmasse 12e in derselben Schnittdarstellung mit den Pendelmassenteilen 13e und dem einteiligen elastischen Kopplungselement 20e. In Abänderung der Kopplungselemente 20b bis 20d der 5 bis 7 weist das Kopplungselement 20e den mittig radial erweiterten Ringbord 31e auf, der in entsprechenden Ausnehmungen 32e der Pendelmassenteile 13e aufgenommen ist. Das Kopplungselement 20e ist in den Öffnungen 21e der Pendelmassenteile 13e aufgenommen, beispielsweise eingepresst. Die Stärke des Ringbords 31e und die axialen Aussparungen der Ausnehmungen 32e sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass ein axial elastisch einstellbarer Spalt 27e gebildet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomentwandler
- 2
- Wandlergehäuse
- 3
- Wandlerüberbrückungskupplung
- 4
- Drehschwingungsdämpfer
- 5
- Ausgangsteil
- 6
- Fliehkraftpendel
- 7
- Trägerteil
- 8
- Seitenteil
- 9
- Seitenteil
- 10
- Niet
- 11
- Zwischenraum
- 12
- Pendelmasse
- 12a
- Pendelmasse
- 12b
- Pendelmasse
- 12c
- Pendelmasse
- 12d
- Pendelmasse
- 12e
- Pendelmasse
- 13
- Pendelmassenteil
- 13a
- Pendelmassenteil
- 13b
- Pendelmassenteil
- 13c
- Pendelmassenteil
- 13d
- Pendelmassenteil
- 13e
- Pendelmassenteil
- 14
- Pendellager
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Laufbahn
- 18
- Laufbahn
- 19
- Pendelrolle
- 20
- Kopplungselement
- 20a
- Kopplungselement
- 20b
- Kopplungselement
- 20c
- Kopplungselement
- 20d
- Kopplungselement
- 20e
- Kopplungselement
- 21
- Öffnung
- 21b
- Öffnung
- 21e
- Öffnung
- 22
- Hülse
- 22a
- Hülse
- 23
- Kern
- 23a
- Kern
- 24
- Endbereich
- 24a
- Endbereich
- 25
- Axialspalt
- 26a
- Einsenkung
- 27
- Spalt
- 27d
- Spalt
- 27e
- Spalt
- 28a
- Reibfläche
- 29c
- Einschnürung
- 30d
- Endbereich
- 31e
- Ringbord
- 32e
- Ausnehmung
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/082629 A1 [0002, 0002]
- WO 2014/023303 A1 [0002]
- DE 102013201981 A1 [0002]
- WO 2014/114280 A1 [0002]
- EP 2600030 A1 [0002]
